纤维增强湿接缝混凝土的性能及应用研究

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装配式混凝土结构作为目前新兴的建筑技术,其特点为生产效率高,构件质量有保证,因此受到建筑业和施工业的青睐。然而装配式混凝土结构预制构件间的连接既是结构的薄弱环节,也是保证结构整体抗震性能的前提和基础。同时在混凝土预制构件规模化装配时,节点的连接和处理往往也是影响工程进度和整体质量的关键环节,这就要求湿接缝混凝土能够在较短时间内实现与预制构件的协同工作。本文利用钢纤维自密实混凝土优良的力学性能和粘结性能,同时考虑到工程中对湿接缝混凝土的工作性能、体积稳定性以及新旧混凝土协同工作的综合需求,拟研发一种免振(自密实)、早强、无收缩的纤维增强湿接缝混凝土。并将其应用于预制柱及叠合梁的装配式整体框架节点,通过有限元非线性数值模拟,分析框架后浇节点的抗震性能。本文通过对湿接缝混凝土的工作性、收缩性、基本力学性能研究以及框架节点抗震模拟分析,所得到的结论如下:(1)钢纤维的类型及掺量对混凝土流动度影响较大,坍落扩展度随着钢纤维体积掺量的增加,其数值逐渐减小。铣削与剪切型钢纤维在体积掺量一致的情况下,铣削型钢纤维混凝土坍落扩展度较大。通过工作性能试验,最终确定钢纤维类型为铣削型,体积掺量为0.8%时,混凝土可以达到SF2自密实等级要求。经过J-环扩展度试验验证,湿接缝混凝土满足PA2间隙通过性的要求。(2)通过对普通混凝土、无钢纤维自密实混凝土和钢纤维自密实混凝土(湿接缝混凝土)进行基本力学性能试验发现,钢纤维掺入使自密实混凝土的劈裂抗拉强度提高25.3%,抗折强度提高32%,但对混凝土的抗压强度,弹性模量影响较小。凿毛界面的新旧混凝土组合试件劈裂抗拉强度比齿状界面小10%左右。(3)钢纤维自密实混凝土(湿接缝混凝土)与普通混凝土的收缩试验对比发现,两种混凝土的早期收缩率增长较快,后期逐渐减缓。钢纤维自密实混凝土在第28天的收缩率小于普通混凝土27.2%。(4)对装配式框架后浇节点和现浇节点进行抗震性能分析,结果表明:在轴压比0.3和0.5下,装配式框架后浇节点的刚度退化、延性系数、耗能能力等,均优于现浇节点,表明装配式框架后浇节点可以很好的满足抗震要求。
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